分数阶Rayleigh-Duffing系统的主共振

利用多尺度法研究了谐波激励下分数阶Rayleigh-Duffing系统的主共振。首先,利用多尺度法得到系统的一次近似解析解,通过数值仿真发现解析解与数值解吻合较好,验证了近似解析解的准确性;然后,建立了稳态解的幅频方程及相频方程,基于Lyapunov稳定性理论得到了稳态解的稳定性条件;最后,通过数值仿真并结合幅频曲线,分析发现非线性刚度系数、线性阻尼系数以及分数阶阶次等参数对系统动力学特性有重要影响,这对此类系统的优化和控制有重要意义。

CO_(2)吸收过程中气相分压对Rayleigh对流传质特性的影响

界面浓度梯度导致的Rayleigh对流现象能够显著提高CO_(2)吸收过程的传质速率,然而目前该过程的传质强化机制尚未清晰。为探究Rayleigh对流传质过程的强化机制,本文以水吸收CO_(2)过程为研究对象,基于粒子图像测速技术(PIV)和激光诱导荧光技术(LIF)实现了不同气相CO_(2)分压条件下界面对流的可视化与定量测量。实验发现,界面平均浓度在对流发生的临界时刻会瞬间下降并在有序的自组织结构形成后上升,最终的界面平均浓度会随着气相CO_(2)分压减小而减小;对流发生后,系统传质能力的提高分为两个阶段,涡量场在有序的自组织结构形成前起主导作用,有序的自组织结构形成后,系统传质能力的提高则是由涡量场与界面浓度共同作用的结果;有序的自组织结构形成后,不同系统的平均瞬时传质系数与平均涡量具有很强的相关性,表明浓度场与速度场相互作用形成的涡量场在对流传质强化过程中发挥着重要作用。

一类奇性φ-Laplacian Rayleigh型方程周期解的存在性

该文考虑了一类φ-Laplacian Rayleigh型方程,其中非线性项在原点有奇性并且是非自治的.通过应用Mawhin连续定理和一些分析方法,证明了该方程在强排斥型奇性或强弱吸引型奇性条件下周期解的存在性.

周期性堆载体Rayleigh波减振特性分析及试验研究

为了揭示周期性堆载体Rayleigh波的振动作用波特性,实现对低频表面波的有效衰减,研究了衰减域内的减振机理及效果。首先,构建传输模型,确定了合适的堆载几何尺寸。其次,基于复频散曲线和频域曲线,分析了堆载高度和弹性模量影响下振动波的作用规律及其衰减效果。最后,开展缩尺扫频试验,调取X、Z方向的加速度数据绘制频域曲线,并与复频散曲线做进一步对比分析,研究了各衰减域减振机理。结果表明:扫频试验结果出现了X、Z方向衰减域不一致的现象,不同方向的衰减域恰好与复频散曲线中的衰减域内作用波型一致,X方向会出现一个低频段衰减域,Z方向会在第2衰减域终止频率时出现衰减减弱趋势;进一步说明周期性堆载体可以激发出水平极化共振衰减域和Bragg散射衰减域;而高度是影响伪表面波的重要因素,表现为高度高,容易在第1衰减域内产生伪表面波,高度低,容易在第2衰减域内产生伪表面波;弹性模量是影响高速伪表面波的重要因素,表现为当其达到混凝土弹性模量单位数量级(10 GPa)时,第3衰减域可能会出现高速伪表面波作用范围,否则,将直接进入SV波和P波耦合作用的凋落波模态。研究结果将进一步启发环境隔振领域利用表面波阻块开展减振工作。

基于谱元法的Rayleigh波频散特征计算与模态叠加耦合机理研究

为了提升Rayleigh波勘探成层结构力学参数的精细化水平,基于谱元法,构建了弹性层状半无限结构的Rayleigh波频散方程。针对半无限土基和“上软下硬”这2种规则成层结构,运用谱元法与快速矢量传递法对比计算了Rayleigh波多阶模态的频散曲线。结果表明:谱元法与解析法计算结果之间的相对误差在0.05%以下,具有较高的计算精度。在此基础上,进一步针对“上硬下软”的典型路面结构、含“软夹层”和含“硬夹层”的复杂成层结构,结合谱元法,推导了表面位移的计算方法,通过分解Rayleigh波各模态相速度对表面位移能量的贡献,建立了一种基于谱元法确定复杂成层结构中Rayleigh波多模态叠加耦合机理的半解析方法,此方法确定的Rayleigh各阶模态叠加耦合频散特征与速度-应力有限差分方法仿真结果之间具有很好的吻合度,表明基于谱元法计算Rayleigh波频散曲线并以此揭示成层结构中Rayleigh波模态叠加耦合机理是合理、可行的。

基于下记录值逆Rayleigh模型的估计及预测

当观测数据是下记录值时,利用经典方法讨论了逆Rayleigh分布未知参数的极大似然估计和一致最小方差无偏估计,进而得到了可靠度及失效率的极大似然估计.取未知参数的先验分布为Gamma分布,在平方损失函数下讨论了逆Rayleigh模型的未知参数、概率密度函数、累积分布函数及系统可靠度的Bayes估计,并对元件的剩余寿命进行预测.通过蒙特卡洛模拟研究了估计量的性质,借助数值实验对估计量的值进行计算.

压电陶瓷驱动器迟滞非线性的修正Rayleigh模型建模及实验验证

针对压电陶瓷驱动器建模复杂的技术难点,本文提出了一种基于修正Rayleigh模型的动态迟滞非线性建模方法。首先,针对压电陶瓷材料的机电响应特性,构建了压电驱动器的线性本构方程;然后,基于迟滞效应成因及其微观机理研究,提出了采用Rayleigh模型的非线性建模方法;在此基础上,采用一阶线性方程描述压电驱动器频率相关特性并通过实验验证其有效性;之后,采用双Rayleigh系数,构建了非对称Rayleigh模型;最后,实验验证了Rayleigh模型在压电陶瓷驱动器次环响应中的适用性。

速度零耗散且温度分数阶扩散的二维微极Rayleigh-Bénard对流系统的全局正则性

该文研究速度零耗散,微旋转速度拉普拉斯耗散且温度分数阶扩散的二维微极Rayleigh-Bénard对流系统的全局正则性问题.通过构建两个组合量和使用Littlewood-Paley分解技术,该文建立了该系统解的全局正则性结果.

逐步Ⅰ型混合截尾下复合Rayleigh分布竞争失效产品部分步加寿命试验的统计分析

本文在逐步Ⅰ型混合截尾下,研究复合Rayleigh分布竞争失效产品部分步加寿命试验的统计分析问题。首先,基于复合Rayleigh分布竞争失效产品和损伤失效率(TFR)模型,运用极大似然理论和渐近似然理论,给出未知参数和加速因子的极大似然估计和渐近置信区间;然后,对未知参数和加速因子选取先验,利用MH抽样算法获得参数和加速因子的Bayes估计和最大后验密度置信区间(HPD);最后,通过Monte Carlo模拟对2种估计方法进行比较。结果表明:贝叶斯估计效果整体优于极大似然估计(MLE),在相同置信水平下,基于Bayes估计的HPD置信区间长度略短于MLE的渐近置信区间长度。

Application of transient Rayleigh wave in detection of tunnel lining void area

Transient Rayleigh wave detection is a high-precision nondestructive detection method.At present,it has been widely used in shallow exploration,but rarely used in tunnel lining quality detection.Through the tunnel lining physical model experiment,the layout defects of the double-layer reinforcement lining area were detected and the Rayleigh wave velocity profile and dispersion curve were analyzed after data process-ing,which finally verified the feasibility and accuracy of Rayleigh wave method in detecting the tunnel lining void area.The results show that the method is not affected by the reinforcement inside the lining,the shallow detection is less disturbed and the accuracy is higher,and the data will fluctuate slightly with the deepening of the detection depth.At the same time,this method responds quite accurately to the thickness of the concrete,allowing for the assessment of the tunnel lining’s lack of compactness.This method has high efficiency,good reliability,and simple data processing,and is suitable for nondestructive detection of internal defects of tun-nel lining structure.

Kumaraswamy Marshall-Olkin Rayleigh分布的统计分析

文章通过Kumaraswamy Marshall-Olkin扩展,将Rayleigh分布扩展为一个新的具有四参数的分布Kumaraswamy Marshall-Olkin Rayleigh (KwMO-R)分布,然后计算了该分布的矩、危险率函数、Renyi熵、次序统计量的极限分布以及参数的极大似然估计,并验证了估计的相合性,最后利用Monte-Carlo算法对参数的估计进行了数值模拟。

非饱和土中Rayleigh波传播的能量特性研究

基于多孔介质理论以及连续介质力学,通过非饱和土中固相、液相和气相的质量平衡方程、动量平衡方程和非饱和土有效应力原理,建立了非饱和土中平面Rayleigh波的弥散特征方程,利用数值算例分析了饱和度对波速、位移响应及能流分布的影响。结果表明:Rayleigh波主要反映压缩P1波和剪切波的特性,其速度、位移及能流分布均受饱和度的影响显著。Rayleigh波的传播速度和衰减呈频散特征,非饱和土体中饱和度的增大将引起位移幅值的显著降低,且随着饱和度的增大,Rayleigh波能量中剪切波分量会有所增加。

海口中层大气温度变化特性的Rayleigh激光雷达观测研究

中层大气温度变化的探测与研究是当前气候变化研究课题的一个组成部分,本文基于海南激光雷达2010—2020年间的长期观测,通过对中层大气Rayleigh散射信号的反演,探讨了海口(19.9°N,110.3°E)上空中层大气(32~64 km)温度变化特性.研究结果显示,中层大气温度呈周期性变化趋势,年、半年、季节变化幅度最大值分别为6.0、3.8、1.7 K,平流层顶位于42~51 km高度,日平均温度最高为~262 K.平流层温度主要表现为年变化趋势,半年和季节变化不明显;平流层顶和低中间层温度变化趋势具有年和半年变化特征,季节变化不明显.在太阳活动性发生明显变化的周期里,平流层顶温度的年际变化趋势对辐射通量F10.7指数变化有较明显的响应;而在太阳活动平静的年份里,温度变化趋势与太阳辐射通量变化的相关性不明显.

时滞反馈下分数阶Rayleigh系统的稳定性分析

该研究主要探讨了时滞反馈下分数阶Rayleigh系统的稳定性和Hopf分岔发生的条件。首先,得到具有线性速度反馈的分数阶Rayleigh系统的平衡点渐近稳定的充要条件,发现它不仅与反馈增益有关,还与分数阶阶次有关。其次,以时滞作为分岔参数,对具有线性时滞速度反馈的分数阶Rayleigh系统进行稳定性分析。在一定条件下,计算出时滞的临界值,当时滞参数小于该值时,平衡点是稳定的;当时滞参数大于该值时,平衡点是不稳定的。进而,得到Hopf分岔发生的条件。最后,选取三组系统参数进行数值模拟,验证了所得理论结果的正确性。

基于地震仪与四分量钻孔应变仪共点观测Rayleigh波频散特性

作为中国地震科学实验场建设的重要部分之一,深井地震综合观测系统建设项目在安宁河-则木河断裂带附近建成了一个深井地震观测实验系统,共建成10个井深300 m和2个井深1000 m综合地震观测井,其中包含了地震波观测和应变观测,通过将甚宽频带地震仪观测与四分量钻孔应变仪集成,形成地震与应变共点观测。应变仪与地震仪的采样率均设计为100 Hz,有利于获得高质量的远震、区域地震和近场微震的地震波和应变地震波观测数据。基于最早建成的地震综合观测深井之一--拖乌300 m深井数据,尝试采用地震波和应变地震波的振幅信息,基于共点相速度估计理论,获取了20~125 s周期范围内观测井局部的Rayleigh波相速度频散曲线。

非比例阻尼体系等效Rayleigh阻尼模型时域计算方法

Rayleigh阻尼模型具有数学简易性的优点,应用广泛,其阻尼矩阵构造依赖于结构模态阻尼比。结构阻尼(复阻尼)模型的阻尼矩阵直接由材料损耗因子和刚度矩阵决定,在非比例阻尼体系中具有阻尼矩阵便于构造的优点,但存在时域计算结果发散、初值条件不易确定和频响函数非因果等缺陷。本研究结合两种阻尼模型的优点,分别依据阻尼衰减和阻尼耗能,提出了与结构阻尼模型等效的Rayleigh阻尼模型。算例分析结果表明:等效Rayleigh阻尼模型克服了结构阻尼模型的缺陷,同时保留了非比例阻尼体系中阻尼矩阵易构造的优点;与基于阻尼衰减等效的Rayleigh阻尼模型相比,基于阻尼耗能等效的Rayleigh阻尼模型计算结果近似相等,但避免了复模态分析,且计算过程直观简单。

海洋场地Rayleigh波传播特性及其影响因素分析

为研究饱和弹性半空间中Rayleigh波在不规则海床的传播与衰减特性及其对海床的影响,结合Zienkiewicz给出的土动力学基本方程,建立了简化的不规则海底场地动力模型.通过改变边界条件,推导了水-土接触界面为平整界面时,有无上覆海水两个退化模型的Rayleigh方程,推演出了渗透系数、孔隙率、泊松比、界面条件等因素影响下不同场地条件中Rayleigh波的频散和衰减曲线,基于复杂海床模型,分析了各因素在Rayleigh波传播时对海床的孔压、变形等参数的动力响应影响规律.结果表明:土体参数、弹性模量、渗透系数、孔隙率,以及上覆水、水土交界面等因素均会影响海床的动力响应.不同Rayleigh波波速对土体力学参数沿土层深度的影响范围和影响程度不同;弹性模量和泊松比是决定土体性质的重要参数,是讨论Rayleigh波传播特性和土体动力响应的先决条件,它们的改变会改变渗透系数、孔隙率等参数的影响规律;在两个简化模型中,岩石地层E=6.017×10^(10) Pa,泊松比为0.38的条件下,孔隙率与渗透系数对Rayleigh波传播特性曲线有规律性影响.

基于谱元法考虑层间接触状态的Rayleigh波频散特征正演计算

为了提升Rayleigh波应用于成层土基勘探的精细化水平,本文基于谱元法原理,通过Goodman模型和Matsui层间滑移系数建立了可考虑层间不同接触状态的Rayleigh波理论频散方程。针对典型土基成层结构,运用谱元法和快速矢量传递解析法对比计算了层间完全连续状态下土基的Rayleigh波多阶模态频散曲线,结果显示谱元法计算结果与解析法相应结果之间的平均相对误差在0.3%以下,具有较高的计算精度。在此基础上,通过改变层间接触状态和敏感性分析,揭示了层间接触状态对Rayleigh波基阶频散特征的影响。最后,结合速度-应力有限差分数值计算,验证了谱元法计算层间不同接触状态下R波频散特征的可靠性。

高拱坝地震反应时域分析中Rayleigh阻尼矩阵建模方法讨论

讨论了不同Rayleigh阻尼矩阵建模方式对时域内高拱坝地震反应计算准确度的影响。以某一高240 m的混凝土拱坝为研究对象,分析了结构的动力特性,分别计算了结构在双向和三向地震作用下,当采用不同Rayleigh阻尼矩阵模型时的结构动力反应。建立了8种Rayleigh阻尼矩阵双参数模型,其中第一参数频率取拱坝第1、2阶频率,第二参数频率取拱坝第5、6阶频率及地震波反应谱的峰值频率和重心频率。计算结果表明:当高拱坝的自振特性相比于地震波频谱分布表现出长周期结构动力特征时,不同Rayleigh阻尼矩阵模型对计算结果影响很大。建议采用拱坝顺河向基频和地震波反应谱峰值频率作为两个参数频率,由该模型计算所得的坝体地震反应的主要计算结果总体上计算误差为正,且误差值有限。

利用背景噪声资料研究海原断裂带及邻区Rayleigh波相速度和方位各向异性

海原断裂带是位于青藏高原东北缘的一条NWW走向大型边界断裂带,为了研究该区域地壳速度结构与变形特征,使用中国地震局地震预测研究所布设的跨海原断裂带流动地震台阵(SACHY-Array)和研究区域内固定地震台站共61个台站(40个流动台站和21个固定台站)的垂向连续波形数据.采用背景噪声互相关方法,提取了面波相速度频散曲线,反演得到周期范围为5~30 s、分辨率1°×1°的Rayleigh波相速度和方位各向异性图像.结果表明,短周期5~10 s内,河西走廊过渡带东部、鄂尔多斯地块西北部以及银川地堑南部均呈现低速异常体,祁连造山褶皱带东段表现为相对高速体;海原断裂带西南侧快波偏振方向为NWW、NW向,鄂尔多斯西缘及邻区快波偏振方向主要为近NS向,各向异性方向与区域断裂走向基本一致.15~30 s周期内,河西走廊过渡带东部及银川地堑南部的低速异常逐渐减弱且范围不断减小,15 s周期左右,河西走廊过渡带东部的低速体在烟筒山断裂带下方有错断的趋向,陇中盆地中央、鄂尔多斯西南缘均存在高速异常体;方位各向异性方向与短周期基本一致,不过各向异性强度较弱.本文认为,海原断裂带是高低速过渡带,位于断裂带北侧的河西走廊过渡带表现为低速异常,而位于南侧的祁连褶皱造山带表现为高速异常,海原断裂带及邻区具有复杂的地壳结构,并可能存在局部的地壳破坏变形;地壳方位各向异性作为地壳变形的重要约束指标,说明了海原断裂带及邻区各向异性可能主要由青藏高原东北缘地壳的剪切变形所产生,青藏高原的NE向推挤作用是这一地区的主要动力来源.